हाइड्रोमेटलर्जी
हाइड्रोमेटलर्जी निष्कर्षण धातु विज्ञान के क्षेत्र में एक तकनीक है, धातुओं को उनके अयस्कों से प्राप्त करना। हाइड्रोमेटलर्जी में अयस्कों, सांद्रों, और पुनर्चक्रित या अवशिष्ट सामग्री से धातुओं की वसूली के लिए जलीय घोल का उपयोग शामिल है।[1][2] प्रसंस्करण तकनीकें जो हाइड्रोमेटालर्जी को पूरक करती हैं, वे हैं पाइरोमेटलर्जी, वाष्प धातु विज्ञान और पिघला हुआ नमक इलेक्ट्रोमेटालर्जी। हाइड्रोमेटालर्जी को आम तौर पर तीन सामान्य क्षेत्रों में विभाजित किया जाता है:
- लीचिंग
- समाधान एकाग्रता और शुद्धि
- धातु या धातु यौगिक वसूली
लीचिंग
लीचिंग (धातु विज्ञान) में धातु के असर वाली सामग्री से धातु निकालने के लिए जलीय घोल का उपयोग शामिल होता है, जिसे मूल्यवान धातु वाली सामग्री के संपर्क में लाया जाता है।[3] पहला उदाहरण 11-12वीं शताब्दी के चीन से आता है जहां इसे तांबे के निष्कर्षण के लिए लागू किया गया था और कुल तांबे के उत्पादन का एक महत्वपूर्ण हिस्सा था।[4] 17 वीं शताब्दी में जर्मनी और स्पेन में इसी उद्देश्य के लिए इसका इस्तेमाल किया गया था।[5] जलीय चरण में वांछित धातु घटक के विघटन की दर, सीमा और चयनात्मकता को अनुकूलित करने के लिए पीएच, ऑक्सीकरण-कमी क्षमता, कीलेटिंग एजेंट ों और तापमान की उपस्थिति के संदर्भ में नशीला समाधान की स्थिति भिन्न होती है। चेलेटिंग एजेंटों के उपयोग के माध्यम से, कुछ धातुओं को चुनिंदा रूप से निकाला जा सकता है। इस तरह के चेलेटिंग एजेंट आमतौर पर शिफ आधार के एमाइन होते हैं।[6] पांच बुनियादी लीचिंग रिएक्टर कॉन्फ़िगरेशन इन-सीटू, हीप, वैट, टैंक और ऑटोक्लेव हैं।
इन-सीटू लीचिंग
इन-सीटू लीचिंग को सॉल्यूशन माइनिंग भी कहा जाता है। इस प्रक्रिया में शुरू में अयस्क जमा में छेदों की ड्रिलिंग शामिल है। विस्फोटक या हाइड्रोलिक फ्रेक्चरिंग का उपयोग जमा के भीतर खुले रास्ते बनाने के लिए किया जाता है ताकि घोल अंदर प्रवेश कर सके। निक्षालन विलयन को निक्षेप में पम्प किया जाता है जहाँ यह अयस्क के साथ संपर्क स्थापित करता है। समाधान तब एकत्र और संसाधित किया जाता है। बेवर्ली यूरेनियम खदान ज़िम्बाब्वे में इन-सीटू लीचिंग और ट्रोजन माइन का एक उदाहरण है।[citation needed]
हीप लीचिंग
ढेर लीचिंग प्रक्रियाओं में, कुचल (और कभी-कभी ढेर) अयस्क को एक ढेर में ढेर किया जाता है जो एक अभेद्य परत के साथ खड़ा होता है। लीच के घोल को ढेर के ऊपर छिड़का जाता है, और ढेर के माध्यम से नीचे की ओर रिसने दिया जाता है। हीप डिजाइन में आमतौर पर संग्रह सम्प शामिल होते हैं, जो आगे की प्रक्रिया के लिए गर्भवती लीच समाधान (यानी भंग मूल्यवान धातुओं के साथ समाधान) को पंप करने की अनुमति देते हैं। एक उदाहरण सोने का सायनाइडेशन है, जहां चूर्णित अयस्कों को सोडियम साइनाइड के घोल के साथ निकाला जाता है, जो हवा की उपस्थिति में सोने को घोल देता है, जिससे गैर-कीमती अवशेषों को पीछे छोड़ दिया जाता है।
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वैट लीचिंग
वैट लीचिंग में संपर्क सामग्री शामिल होती है, जो आमतौर पर बड़े वैट में लीच समाधान के साथ आकार में कमी और वर्गीकरण से गुजरती है।
टैंक लीचिंग
उत्तेजित टैंक, जिसे आंदोलन लीचिंग भी कहा जाता है, में संपर्क सामग्री शामिल होती है, जो आमतौर पर उत्तेजित टैंकों में लीच समाधान के साथ आकार में कमी और वर्गीकरण से गुजरती है। बड़े पैमाने पर स्थानांतरण को बढ़ाकर आंदोलन प्रतिक्रिया कैनेटीक्स को बढ़ा सकता है। टैंकों को अक्सर श्रृंखला में रिएक्टरों के रूप में कॉन्फ़िगर किया जाता है।
आटोक्लेव लीचिंग
आटोक्लेव रिएक्टरों का उपयोग उच्च तापमान पर प्रतिक्रियाओं के लिए किया जाता है, जो प्रतिक्रिया की दर को बढ़ा सकता है। इसी तरह, आटोक्लेव सिस्टम में गैसीय अभिकर्मकों के उपयोग को सक्षम करते हैं।
समाधान एकाग्रता और शुद्धि
लीचिंग के बाद, लीच शराब को सामान्य रूप से पुनर्प्राप्त किए जाने वाले धातु आयनों की एकाग्रता से गुजरना चाहिए। इसके अतिरिक्त, अवांछित धातु आयनों को कभी-कभी हटाने की आवश्यकता होती है।[1]
- अवक्षेपण (रसायन विज्ञान) लक्षित धातु के एक यौगिक का चयनात्मक निष्कासन है या इसके यौगिकों में से एक की वर्षा द्वारा एक बड़ी अशुद्धता को हटाना है। निकेल निक्षालन ्स को शुद्ध करने के साधन के रूप में कॉपर को इसके सल्फाइड के रूप में अवक्षेपित किया जाता है।
- सीमेंटेशन (धातुकर्म) एक रेडॉक्स प्रतिक्रिया द्वारा धातु आयन का धातु में रूपांतरण है। एक विशिष्ट अनुप्रयोग में तांबे के आयनों के घोल में स्क्रैप आयरन को शामिल करना शामिल है। लोहा घुल जाता है और ताँबा धातु निक्षेपित हो जाता है।
- सॉल्वेंट एक्सट्रैक्शन
- आयन विनिमय
- गैस में कमी। हाइड्रोजन के साथ निकल और अमोनिया के घोल का उपचार करने से निकल धातु को इसके पाउडर के रूप में प्राप्त होता है।
- इलेक्ट्रोविनिंग एक विशेष रूप से चयनात्मक है अगर महंगी इलेक्ट्रोलीज़ प्रक्रिया कीमती धातुओं के अलगाव के लिए लागू होती है। सोने को इसके घोल से विद्युत चढ़ाया जा सकता है।
विलायक निष्कर्षण
विलायक निष्कर्षण में एक धातु को एक चरण से दूसरे चरण में निकालने के लिए तनु में एक अर्क का मिश्रण उपयोग किया जाता है। विलायक निष्कर्षण में इस मिश्रण को अक्सर कार्बनिक कहा जाता है क्योंकि मुख्य घटक (मंदक) कुछ प्रकार का तेल होता है।
पीएलएस (गर्भवती लीच समाधान) को छीले हुए कार्बनिक के साथ पायसीकरण के लिए मिलाया जाता है और अलग करने की अनुमति दी जाती है।[citation needed] धातु को पीएलएस से संशोधित किए गए कार्बनिक में बदल दिया जाएगा।[clarification needed] परिणामी धाराएँ एक लोडेड ऑर्गेनिक और एक परिशोधित होंगी। इलेक्ट्रोविनिंग के साथ काम करते समय, लोड किए गए कार्बनिक को एक दुबला इलेक्ट्रोलाइट के साथ पायसीकरण में मिलाया जाता है और अलग करने की अनुमति दी जाती है। धातु का कार्बनिक से इलेक्ट्रोलाइट में आदान-प्रदान किया जाएगा। परिणामी धाराएँ एक स्ट्रिप्ड ऑर्गेनिक और एक समृद्ध इलेक्ट्रोलाइट होंगी। कार्बनिक धारा को सॉल्वेंट एक्सट्रैक्शन के माध्यम से पुनर्नवीनीकरण किया जाता है जबकि जलीय धाराएं लीचिंग और इलेक्ट्रोविनिंग के माध्यम से चक्रित होती हैं[clarification needed] प्रक्रियाएं क्रमशः।[citation needed]
आयन एक्सचेंज
कीलेट एजेंट, प्राकृतिक ज़ीइलाइट, सक्रिय कार्बन, रेजिन, और तरल ऑर्गेनिक्स को चेलेटिंग एजेंटों के साथ संसेचित किया जाता है, जिनका उपयोग समाधान के साथ आयनों या आयनों का आदान-प्रदान करने के लिए किया जाता है।[citation needed] चयनात्मकता और पुनर्प्राप्ति उपयोग किए गए अभिकर्मकों और मौजूद संदूषकों का एक कार्य है।
धातु वसूली
हाइड्रोमेटालर्जिकल प्रक्रिया में धातु की रिकवरी अंतिम चरण है। कच्चे माल के रूप में बिक्री के लिए उपयुक्त धातु अक्सर धातु पुनर्प्राप्ति चरण में सीधे उत्पादित होते हैं। हालांकि, कभी-कभी, अति-उच्च शुद्धता वाली धातुओं का उत्पादन करने के लिए और अधिक शोधन की आवश्यकता होती है। प्राथमिक प्रकार की धातु पुनर्प्राप्ति प्रक्रियाएं इलेक्ट्रोलिसिस, गैसीय कमी और वर्षा हैं। उदाहरण के लिए, हाइड्रोमेटालर्जी का एक प्रमुख लक्ष्य तांबा है, जो आसानी से इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा प्राप्त किया जाता है। घन2+ आयन हल्की क्षमता पर कम हो जाते हैं, जिससे अन्य दूषित धातु जैसे Fe पीछे छूट जाती है2+ और Zn2+.
इलेक्ट्रोलिसिस
इलेक्ट्रोविनिंग और इलेक्ट्रोरिफाइनिंग में क्रमशः कैथोड पर धातुओं के विद्युत का उपयोग करके धातुओं की वसूली और शुद्धिकरण शामिल है, और एनोड पर या तो धातु सॉल्वैंशन या एक प्रतिस्पर्धी ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया होती है।
वर्षा
हाइड्रोमेटालर्जी में वर्षा में धातुओं और उनके यौगिकों या जलीय घोलों से दूषित पदार्थों की रासायनिक वर्षा शामिल होती है। अवक्षेपण (रसायन विज्ञान) आगे बढ़ेगा, जब अभिकर्मक जोड़, वाष्पीकरण, पीएच परिवर्तन या तापमान में हेरफेर के माध्यम से, कोई भी प्रजाति घुलनशीलता की अपनी सीमा से अधिक हो जाती है।
संदर्भ
- ↑ 1.0 1.1 Brent Hiskey "Metallurgy, Survey" in Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 2000, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/0471238961.1921182208091911.a01
- ↑ Habashi, F. (2009). "एक्सट्रैक्टिव मेटलर्जी में हालिया रुझान". Journal of Mining and Metallurgy, Section B: Metallurgy. 45: 1–13. doi:10.2298/JMMB0901001H.
- ↑ Um, Namil (July 2017). Hydrometallurgical recovery process of rare earth elements from waste: main application of acid leaching with devised diagram. INTECH. pp. 41–60. ISBN 978-953-51-3402-2.
- ↑ Golas, Peter J. (1995). "A Copper Production Breakthrough in the Song: The Copper Precipitation Process". Journal of Song-Yuan Studies. 25: 153.
- ↑ Habashi, Fathi (2005). "हाइड्रोमेटालर्जी का एक संक्षिप्त इतिहास". Hydrometallurgy. 79 (1–2): 15–22. doi:10.1016/j.hydromet.2004.01.008.
- ↑ Tasker, Peter A.; Tong, Christine C.; Westra, Arjan N. (2007). "बेस मेटल रिकवरी में कटियन और आयनों का सह-निष्कर्षण". Coordination Chemistry Reviews. 251 (13–14): 1868–1877. doi:10.1016/j.ccr.2007.03.014.
- ↑ Greenwood, N. N.; & Earnshaw, A. (1997). Chemistry of the Elements (2nd Edn.), Oxford:Butterworth-Heinemann. ISBN 0-7506-3365-4.
बाहरी संबंध
- Hydrometallurgy, BioMineWiki Archived 2017-12-22 at the Wayback Machine
